สารเคมีรั่วไหลจากถังปฏิกรณ์อันเป็นผลจากความดันสูงเกิน MO Memoir : Friday 17 October 2568

ในบ้านเรา ผู้ที่เรียนทางวิศวกรรมเคมีจำนวนไม่น้อย (อาจจะเป็นส่วนใหญ่ด้วยซ้ำ) และรวมทั้งอาจารย์ผู้สอนด้วย มักชอบคิดว่าวิชาเคมีที่เรียนไปนั้นแทบไม่มีการนำไปใช้งานทางปฏิบัติ

การที่มีความคิดเช่นนี้อาจเป็นเพราะว่าไม่ได้ทำการออกแบบกระบวนการผลิตโดยเริ่มจากศูนย์ คำว่าเริ่มจากศูนย์ในที่นี้คือการออกแบบโดยเริ่มจากการที่มีเพียงแค่ปฏิกิริยาเคมี "ที่ต้องการ" แล้วต้องมาทำการพิจารณาต่อว่าจะให้มันทำปฏิกิริยากันอย่างไร ปฏิกิริยาข้างเคียง "ที่ไม่ต้องการ" ที่มีสิทธิเกิดมีปฏิกิริยาใดบ้าง และถ้าเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่ต้องการเหล่านั้น จะจัดการอย่างไรกับผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดขึ้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการโดยที่สามารถดำเนินการผลิตได้อย่างปลอดภัย ซึ่งความรู้วิชาเคมีนั้นจำเป็นสำหรับการมองหาปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการที่มีสิทธิ์เกิด และการจัดการกับผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการที่เกิดขึ้น

รูปที่ ๑ สารเคมีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในเหตุการณ์

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากรายงานการสอบสวนของ Health & Safety Executive (HSE) ของประเทศอังกฤษชื่อเรื่อง "Release of chemicals from International Biosynthetics Ltd." ซึ่งเป็นรายงานสอบสวนเหตุการณ์การรั่วไหลของสารเคมีที่เกิดเมื่อวันที่ ๗ ธันวาคม ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) เมื่อเวลาประมาณ ๑๑.๓๐ น โดยมีสารเคมีประมาณ ๓.๕ ตันรั่วไหลออกจากถังปฏิกรณ์ เกิดเป็นไอหมอกควันแพร่ลอยไปตามลมเป็นระยะทาง ๔ กิโลเมตร ส่งผลให้มีผู้ได้รับผลกระทบประมาณ ๖๐ คน

สาเหตุที่ทำให้สารเคมีรั่วไหลเป็นเพราะความดันในถังปฏิกรณ์ที่ใช้ผลิตสารเคมีนั้นเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนระบบระบายความดันที่มีอยู่นั้นไม่สามารถระบายได้ทัน ทำให้ท่อที่ต่อเข้าเครื่องควบแน่นไอเกิดความเสียหาย สารเคมีที่บรรจุอยู่ในถังปฏิกรณ์จึงรั่วไหลออกมา

ถังปฏิกรณ์ที่เกิดเหตุนั้น (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ) เป็นชนิดถังปั่นกวน (stirred tank ขนาด 6.3 m³) สามารถให้ความร้อนด้วยน้ำร้อนผ่านทางผนัง (ที่เรียกว่า jacket) หรือระบายความร้อนด้วยน้ำหล่อเย็นหรือ brine water (อุณหภูมิประมาณ -10ºC) ไอระเหยของสารเคมีในถังจะลอยเข้าสู่เครื่องควบแน่นด้านบนที่วางตั้งในแนวดิ่ง (vertical condenser) ที่จะควบแน่นให้ไอที่ระเหยนั้นเป็นของเหลวไหลกลับเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ใหม่ การควบคุมความดันภายในถังอาศัย Pressure control valve (PCV) ที่ระบายแก๊สในถังไปยังระบบดักจับสารเคมี (scrubbing column) เพื่อกำจัดสารเคมีที่เป็นพิษออกจากแก๊ส ส่วนการป้องกันความดันสูงเกิดอาศัยวาล์วระบายความดัน Pressure relief valve (PRV) ที่ด้านทางเข้านั้นได้รับการปกป้องไว้ด้วย Bursting disc (หรือ Rupture disc) ที่ทำการระบายแก๊สออกไปยังระบบดักจับสารเคมีเช่นกัน

รูปที่ ๒ ถังปฏิกรณ์ที่เกิดเหตุ

น้ำจะแข็งตัวเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0ºC แต่ถ้ามีเกลือละลายอยู่ (หรือบางรายก็อาจใช้สารพวก antifreeze เช่นพวกไกลคอล (glycol) ต่าง ๆ) ก็จะทำให้จุดเยือกแข็งลดต่ำลง สามารถนำน้ำนี้มาใช้เป็นน้ำหล่อเย็นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0ºC ได้ น้ำนี้เรียกว่า "brine water" โดยใช้ระบบทำความเย็นลดอุณหภูมิของ brine water ให้ต่ำถึงระดับที่ต้องการแล้วจึงนำน้ำเย็นที่ได้ไปใช้เป็นสารหล่อเย็น

bursting disc หรือ rupture disc เป็นอุปกรณ์ระบายความดันที่จะฉีกขาดเมื่อความดันถึงค่าที่กำหนด อุปกรณ์ตัวนี้ระบายความดันได้รวดเร็วกว่าพวกวาล์วระบายความดัน จึงมักใช้กับระบบที่คาดว่ามีโอกาสที่จะมีความดันขึ้นสูงอย่างรวดเร็ว แต่เมื่อมันทำงานแล้วจะไม่สามารถปิดตัวเอง ต้องหยุดเดินเครื่องโรงงานเพื่อเปลี่ยนตัวใหม่ แต่ก็มีการนำมาใช้งานร่วมกับวาล์วระบายความดัน เพื่อป้องกันตัววาล์วจากสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงหรือก่อให้เกิดคราบของแข็งเกาะติดได้ การใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์นี้จะติดตั้ง bursting disc ไว้ทางด้านขาเข้าของวาล์วระบายความดัน

ในช่วงเวลาที่เกิดเหตุ ถังปฏิกรณ์ดังกล่าวถูกใช้เพื่อผลิตสารมัธยันต์ (intermediate) เพื่อนำไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องการต่อไป สารที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาประกอบด้วย โทลูอีน (toluene C₆H₅-CH₃) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย, N,N-dimethyl aniline (DMA) ที่เป็นสารตั้งต้น (เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง) และแก๊สฟอสจีน (phosgene) ที่เป็นสารตั้งต้นอีกตัวหนึ่ง ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือ acid chloride (รายงานการสอบสวนระบุไว้เพียงแค่นี้ แต่ดูจากปฏิกิริยาที่น่าจะเกิดแล้วคิดว่าน่าจะเป็นตัวที่แสดงไว้ในรูปที่ ๑) โดยในการทำปฏิกิริยานั้นจะทำการเติมโทลูอีนกับฟอสจีนเข้าไปในถังปฏิกรณ์ก่อน จากนั้นจึงค่อยเติม N,N-dimethyl aniline ลงไป โทลูอีนที่ใช้นั้นมีทั้งโทลูอีนใหม่ที่มาจากถังเก็บ และ recycled toluene ที่ได้มาจากการแยกเอาผลิตภัณฑ์และสารอื่นออกไป

ปฏิกิริยาที่เกิดนั้นเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน แต่ปฏิกิริยาจะเริ่มเกิดได้เมื่อระบบมีอุณหภูมิสูงพอ ด้วยเหตุนี้ทางฝั่งด้าน jacket ของถังปฏิกรณ์จึงมีทั้งน้ำร้อนเพิ่มอุณหภูมิเพื่อกระตุ้นให้ปฏิกิริยาเกิด และน้ำหล่อเย็นเพื่อระบายความร้อนที่ปฏิกิริยาปลดปล่อยออกมา ลำดับขั้นตอนการทำงานที่ออกแบบไว้ตอนแรกมีดังนี้

(1) เปิด brine cooling (อุณหภูมิ -10ºC) เข้าด้าน jacket ของถังปฏิกรณ์

(2) เติม recycled toluene 1 ตัน เข้าถังปฏิกรณ์

(3) เติมโทลูอีนใหม่อีก 2 ตัน

(4) เติมฟอสจีน 20 กิโลกรัม

(5) เติมฟอสจีน 0.8 ตัน

(6) ป้อน DMA 1.6 ตัน และคงอุณหภูมิไว้ให้ต่ำกว่า 30ºC

(7) ให้ความร้อนจนระบบมีอุณหภูมิสูงถึง 65ºC

(8) คงอุณหภูมิไว้ที่ 65ºC เป็นเวลา 12 ชั่วโมง

(9) ถ่ายสารผสมในถังปฏิกรณ์ไปยังกระบวนการถัดไป

เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างฟอสจีนกับน้ำเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ทางบริษัทเกรงว่าถ้าในระบบมีน้ำปนเปื้อนมากเกินไปจะเกิดความร้อนสูงเกิน จึงได้ออกแบบขั้นตอนการทำงานให้มีการเติมฟอสจีนปริมาณไม่มากเข้าไปก่อนคือในขั้นตอนที่ (4) ถ้าพบว่าอุณหภูมิในระบบเพิ่มสูงเกิน 1.0ºC ก็แสดงว่ามีน้ำปนเปื้อนอยู่มาก ก็ต้องมาทำการปรับเพิ่มปริมาณฟอสจีนที่ต้องเติมในขั้นตอนที่ (5) เนื่องจากปฏิกิริยาเกิดในเฟสของเหลว อุณหภูมิที่วัดจึงต้องเป็นอุณหภูมิในเฟสของเหลว ตำแหน่งของตัววัดอุณหภูมิที่ติดตั้งในถังปฏิกรณ์จึงค่อนข้างต่ำ (ดูรูปที่ ๑) เพื่อให้มั่นใจว่ามันจะจมอยู่ในของเหลว

รายงานไม่ได้กล่าวว่าน้ำปนเปื้อนนั้นมาจากไหน แต่ดูจากลำดับการทำงานแล้วแสดงว่ามากับโทลูอีน ปรกติโทลูอีนสามารถละลายในน้ำได้ในปริมาณเล็กน้อย และน้ำปริมาณเล็กน้อยก็สามารถละลายเข้าไปในโทลูอีนได้เช่นกัน ที่มาของน้ำมีได้ตั้งแต่เกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียง, การควบแน่นของความชื้นในอากาศ (ถ้าโทลูอีนในถังเก็บนั้นสัมผัสกับอากาศ) และจากกระบวนการกลั่นให้โทลูอีนบริสุทธิ์ (เช่นด้วยการฉีดไอน้ำเข้าไปในโทลูอีนโดยตรง เพื่อไล่องค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำกว่าออกไป หรือถ้าในกรณีที่โทลูอีนเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำสุดในสารผสม โทลูอีนก็จะระเหยออกมากับไอน้ำที่ถูกฉีดเข้าไป)

ในการออกแบบขั้นตอนการทำงานครั้งแรกนั้น กำหนดให้ในเติมฟอสจีนในขั้นตอนที่ (4) เพียงแค่ 10 กิโลกรัม และดูว่าอุณหภูมิในระบบเพิ่มสูงเกิน 2.5ºC หรือไม่ ซึ่งเมื่อเข้าสู่การพิจารณาทบทวน ก็มีคำถามขึ้นมาว่าปริมาณฟอสจีนเพียงแค่ 10 กิโลกรัมนั้นสามารถทำให้เกิดความร้อนมากพอที่จะทำให้อุณหภูมิในระบบ (คืออุณหภูมิของโทลูอีน 3 ตัน) สูงขึ้น 2.5ºC ได้หรือไม่ ทำให้เกิดคำถามว่าจะสามารถใช้เงื่อนไขนี้เป็นตัวบอกว่าในระบบมีน้ำปนเปื้อนมากเกินไปได้หรือไม่ ด้วยเหตุนี้ทางผู้พิจารณาจึงได้มีการเสนอแนะให้พิจารณาการเพิ่มปริมาณฟอสจีนที่เติม หรือทำการปรับเปลี่ยนขั้นตอนการทำงานให้เหมาะสม ทางบริษัทจึงได้ทำการปรับเปลี่ยนขั้นตอนที่ (4) โดยให้เพิ่มปริมาณฟอสจีนเป็น 20 กิโลกรัม และปรับค่าการเพิ่มของอุณหภูมิให้ลดเหลือ 1ºC

ทางผู้พิจารณากล่าวเอาไว้กลาง ๆ ว่าให้ทบทวนว่าขั้นตอนการทดสอบที่ออกแบบไว้นั้นสามารถใช้ทดสอบได้จริง ซึ่งทางบริษัทก็ได้ทำการแก้ไขขั้นตอนการทำงาน แต่ไม่ได้ทำการทดสอบว่าขั้นตอนที่แก้ไขแล้วนั้นสามารถใช้ทดสอบได้จริงเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงผู้ทำงาน ความเห็นเรื่องการให้ทบทวนวิธีการทำงานจึงถูกเก็บเข้าแฟ้มไว้ และผู้ที่ทำงานอยู่ในช่วงที่เกิดอุบัติเหตุก็ไม่ทราบเรื่องนี้

ประเด็นหนึ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างการศึกษา Hazard and operability (ที่เรียกกันย่อ ๆ ว่า HAZOP) คือจะมีการเติมโทลูอีนเข้าไปในถังปฏิกรณ์น้อยเกินไป ทำให้ตัวตรวจวัดอุณหภูมินั้นไม่จมอยู่ใต้ผิวของเหลว ซึ่งถ้าเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวจะทำให้ไม่สามารถตรวจพบการเพิ่มของอุณหภูมิได้ จึงได้มีการออกแบบป้องกันด้วยการติดตั้ง flow meter เพื่อวัดปริมาณโทลูอีนใหม่ที่ป้อนเข้าถัง (เพราะโทลูอีนส่วนใหญ่มาจากทางนี้) เพื่อให้มั่นใจว่าระดับโทลูอีนในถังจะสูงเพียงพอ

แต่ก็ไม่ได้ทำการพิจารณาว่าถ้า flow meter ตัวนี้ไม่ทำงานหรือหรือให้ข้อมูลผิดพลาดแบบ positive reading (คือบอกว่ามีการไหลแต่ในความเป็นจริงไม่มี) ซึ่งประเด็นนี้ก็มีบทบาทในอุบัติเหตุที่เกิด

การผลิตเริ่มครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. ๑๙๙๑ (พ.ศ. ๒๕๓๔) ซึ่งในครั้งนั้นก็เกิดปัญหาอุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มสูงเกิน คือเต็มค่าสูงสุดที่ตัวตรวจวัดอุณหภูมิอ่านได้ (ค่าสูงสุดที่เครื่องวัดแสดงได้คือ 130ºC แม้ว่าอุณหภูมิจริงจะสูงกว่านี้) ความดันในระบบสูงจนวาล์วระบายความดันเปิดเพื่อระบายความดัน ซึ่งในขณะนั้นเชื่อว่าเกิดจากความร้อนของปฏิกิริยาที่ระบายออกมาทั้งหมดในเวลาเพียงแค่ประมาณ 1.5 ชั่วโมงแทนที่จะเป็น 8-16 ชั่วโมง แต่การผลิตก็ได้ดำเนินต่อไปอีก 77 ครั้ง โดยในระหว่างนี้มีการพบอุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูง 6 ครั้ง

ในการผลิตครั้งหนึ่งนั้นหน้าจอคอมพิวเตอร์แสดงว่ามีโทลูอีนไหลเข้าระบบ แต่ supervisor ในกะนั้นพบว่าในความเป็นจริงนั้นวาล์วของท่อป้อนโทลูอีนนั้นปิดอยู่ (คือในความเป็นจริงไม่มีการไหล) จึงได้ทำการแก้ไขด้วยการเปิดวาล์ว ปัญหานี้แสดงให้เห็นว่าหน้าจอการแสดงผลนั้นมีความผิดพลาด แต่ก็ไม่ได้รับการแก้ไข เนื่องจากไม่มีการรายงาน จนกระทั้งหลังเกิดการรั่วไหลจึงมีการตรวจพบว่าตัว flow meter นั้นมีปัญหา และสามารถส่งสัญญาณว่ามีการไหลไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุมได้ทั้งที่ความจริงนั้นไม่มีการไหล

การผลิตครั้งที่ 78 ซึ่งเป็นครั้งที่เกิดเหตุนั้นเริ่มเมื่อเวลาประมาณ ๒๑.๓๐ น ของวันศุกร์ที่ ๖ ธันวาคม โดยโอเปอร์เรเตอร์ได้ดำเนินการตามขั้นตอน (1) และ (2) (เปิด brine cooling และเติม recycled toluene เข้าถังปฏิกรณ์) จากนั้นก็ปล่อยทิ้งไว้ 9 ชั่วโมงเพื่อรอให้ recycled DMA และโทลูอีนมีพร้อมใช้งาน ในช่วงเวลานี้มีความเป็นไปได้ที่น้ำที่มีปนเปื้อนอยู่ในระบบนั้นจะกลายเป็นน้ำแข็ง (brine cooling มีอุณหภูมิ -10ºC และน้ำแข็งที่เกิดขึ้นน่าจะจมลงข้างล่าง)

ช่วงเช้าวันที่ ๗ เมื่อมี recycled DMA พร้อมใช้งาน โอเปอร์เรเตอร์ก็ดำเนินการตามขั้นตอนที่ (3) ที่เป็นการเติมโทลูอีนใหม่เข้าถังปฏิกรณ์ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงก็คือหน้าจอคอมนั้นแสดงว่ามีโทลูอี่นไหลเข้าระบบ แต่ในความเป็นจริงนั้นวาล์วของท่อป้อนโทลูอีนใหม่นั้นปิดอยู่ ด้วยเหตุนี้ระดับของเหลวจึงไม่สูงขึ้น ตัวตรวจวัดอุณหภูมิจึงไม่จุ่มอยู่ใต้ผิวของเหลว

ขั้นตอนที่ (4) และ (5) นั้นเกิดขึ้นก่อนการเปลี่ยนกะ โอเปอร์เรเตอร์กะใหม่จึงดำเนินการต่อในขั้นตอนที่ (6) และ (7) (คือเติม DMA เข้าระบบและให้ความร้อน) และเมื่ออุณหภูมิในถังปฏิกรณ์เพิ่มสูงถึง 65ºC อุณหภูมิก็ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องจนเกิน 100ºC ภายในเวลา 15 นาที ในเวลาเดียวกันความดันในระบบก็เพิ่มสูงขึ้นจนวาล์วระบายความดันทำงาน แต่ก็ยังไม่สามารถระบายความดันได้ทัน ความดันยังเพิ่มสูงขึ้นต่อเนื่องจนท่อทางเข้า vertical condenser เกิดการพัง สารที่อยู่ในถังปฏิกรณ์จึงรั่วไหลออกมา

สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุที่การสอบสวนค้นพบมีหลายสาเหตุเช่น

- แม้ว่าฟอสจีนจะทำปฏิกิริยากับน้ำได้รวดเร็ว แต่ในกรณีของระบบ น้ำ-โทลูอี่น-ฟอสจีน นั้น ปฏิกิริยาเกิดช้ากว่ามาก แม้ว่าจะเพิ่มอุณหภูมิจนถึง 50ºC ไม่ว่าน้ำนั้นจะอยู่ในรูปของหยดน้ำแขวนลอยอยู่ในโทลูอีน หรือเป็นชั้นน้ำที่จมอยู่ข้างกล่าง และในกรณีนี้ก็มีความเป็นไปได้ที่น้ำนั้นจะกลายเป็นก้อนน้ำแข็ง ทำให้น้ำไม่ทำปฏิกิริยากับฟอสจีนหรือทำได้ยาก ดังนั้นวิธีการตรวจสอบการปนเปื้อนของน้ำด้วยการสังเกตจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อป้อนฟอสจีนเข้าไปนั้น จึงไม่น่าจะใช้ได้

- การค้นพบอย่างหนึ่งก็คือ แม้ว่าฟอสจีนจะทำปฏิกิริยากับน้ำที่ปนเปื้อนอยู่กับโทลูอีนได้ช้า แต่เมื่อเติม DMA เข้าไปกลับพบว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งต่อมาภายหลังก็พบว่าน้ำที่ปนเปื้อนในปริมาณเล็กน้อยนั้นอาจทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่าง DMA กับฟอสจีน ทำให้เกิดการคายความร้อนอย่างรวดเร็ว

- หลังเกิดอุบัติเหตุพบว่า acid chloride ที่เป็นผลิตภัณฑ์นั้นสามารถสลายตัวได้เมื่ออุณหภูมิสูงเกินกว่า 120ºC และให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊ส ซึ่งเป็นการเพิ่มทั้งความร้อนและความดันให้กับระบบ

ในปฏิกิริยานี้ ฟอสจีนเป็นสารอันตราย (ถูกจัดว่าเป็นอาวุธเคมี และมีการใช้ตั้งแต่สมัยสงครามโลกครั้งที่ ๑) ดังนั้นการทำปฏิกิริยาจะเกิดด้วยอัตราส่วน 1:1 โดยโมล แต่เพื่อความปลอดภัยจึงใช้ DMA ในปริมาณที่มากเกินพอเพื่อให้ฟอสจีนทำปฏิกิริยาหมด (แต่ก็ต้องมีการแยก DMA ที่เหลือจากการทำปฏิกิริยาเพื่อนำกลับมาใช้งานใหม่) ด้วยเหตุนี้เมื่อมีการรั่วไหลเกิดขึ้นจีงไม่มีฟอสจีนรั่วไหลออกมาด้วยเพราะทำปฏิกิริยาไปจนหมดแล้ว

ควรอ่านให้ละเอียด และตรวจสอบจากหลายแหล่ง MO Memoir : Monday 13 October 2568

เมื่อวันพฤหัสบดีที่ ๙ ตุลาคมที่ผ่านมาเกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้ที่ชั้น ๑๖ ของคอนโดมีเนียม ๓๘ ชั้นย่านสะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้า ฝั่งตรงข้ามห้างพาต้า มีผู้เสียชีวิต ๑ ราย และเมื่อวานก็เห็นมีการแชร์เนื้อหาหนึ่งทางหน้า facebook ดังแสดงในรูปที่ ๑ และในวันเดียวกันมีสำนักข่าวบางแห่งรับลูกไปเล่นต่อ ลองอ่านเนื้อหาดังกล่าวดูเองก่อนนะครับ

รูปที่ ๑ ข้อความที่เห็นแชร์มาทาง facebook

ตรงที่ขีดเส้นใต้สีแดง ตรงบรรทัดที่ ๔ บอกว่าผู้เสียชีวิตเสียชีวิตจาก "สำลักควันไฟในบนไดหนีไฟ" แต่ตรงบรรทัดล่างสุดบอกว่า "ต้องรอการสอบสวนหาสาเหตุที่แน่นอนต่อไป"

เห็นความขัดแย้งไหมครับ เริ่มต้นก็รีบบอกเลยว่าเสียชีวิตจาก "สำลักควันไฟในบนไดหนีไฟ" แต่ตอนท้ายกลับบอกว่า "ต้องรอการสอบสวนหาสาเหตุที่แน่นอนต่อไป"

เรื่องถัดมาคือเรื่องของพัดลมอัดกาศ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทางหนีไฟที่อยู่ในอาคาร ซึ่งเนื้อหาเขาบอกว่าทางหนีไฟกลายเป็น "ปล่องควันมรณะ" เนื่องจากมีคนเปิดประตูทิ้งไว้ ตรงประเด็นนี้ขอทิ้งไว้ตรงนี้ก่อน

ทีนี้ลองไปดูเนื้อหาข่าวจากช่อง ONE31 ดูบ้างที่นำมาแสดงในรูปที่ ๒ ซึ่งมาจากการให้สัมภาษณ์ของผู้อำนวยการเขตบางกอกน้อยในวันถัดจากวันที่เกิดเพลิงไหม้ เนื้อหาข่าวบอกว่าพบผู้เสียชีวิต "บริเวณทางเดินชั้น 33 เบื้องต้นสาเหตุการเสียชีวิตไม่ได้เกิดจากการสำลักควัน" แต่จะต้องมีการตรวจพิสูจน์ถึงสาเหตุการเสียชีวิตอย่างละเอียดอีกครั้ง

จะเห็นนะครับว่าบริเวณที่พบกับสาเหตุกับสาเหตุของการเสียชีวิตนั้นไม่ตรงกับเนื้อหาในรูปที่ ๑

รูปที่ ๒ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าวช่อง ONE31

ทีนี้ลองมาดูข่าวจากสำนักข่าว Thai PBS ที่รายงานไว้ในวันเกิดเหตุบ้าง (รูปที่ ๒) ส่วนหนึ่งของเนื้อหาข่าวบอกว่าอาสาสมัครกู้ภัย "รุดอพยพประชาชนออกจากอาคาร โดยใช้วิธีประคองเดินลงบันไดหนีไฟ" ซึ่งแสดงว่าตอนเกิดเหตุเพลิงไหม้นั้นบันไดหนีไฟยังใช้งานได้อยู่

รูปที่ ๓ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าว Thai PBS

ทีนี้ลองดูเนื้อหาข่าวของสำนักข่าว pptvhd36 (รูปที่ ๔) ที่รายงานไว้ในวันเกิดเหตุดูบ้าง ซึ่งบอกว่าเจ้าหน้าที่ชุดปฏิบัติการได้ให้การช่วยเหลือ "ผู้ติดค้างชั้นที่ 17 และชั้นที่ 24 อย่างปลอดภัยเป็นที่เรียบร้อย" และ "ให้การช่วยเหลือผู้ติดค้างบริเวณชั้นดาดฟ้า และบริเวณบันไดหนีไฟทั้งหมดจำนวน 12 ราย ลงมาบริเวณจุดสวนหย่อมของคอนโด ชั้นที่ 7 อย่างปลอดภัยเป็นที่เรียบร้อย" นั่นแสดงว่าในขณะที่เกิดเพลิงไหม้นั้นบันไดหนีไฟในชั้นทึ่สูงกว่าชั้นที่เกิดเพลิงไหม้ (ชั้นที่ 16) ยังใช้งานได้อยู่

พัดลมอัดอากาศเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบันไดหนีไฟที่อยู่ในอาคาร หน้าที่ของมันคือทำให้ความดันในช่องทางหนีไฟนั้นสูงกว่าความดันภายในตัวอาคาร "เล็กน้อย" สำหรับอาคารที่สูงไม่เกิน ๒๓ เมตรนั้น (ประมาณ ๕-๖ ชั้น) มีข้อกำหนดไว้ว่าสามารถใช้ระบบอัดอากาศแบบจุดเดียวได้ (ประกาศกำหนดมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ข้อกำหนดในการป้องกันอัคคีภัย เล่ม ๖ ระบบอัดอากาศเพื่อควบคุมควันไฟ มาตรฐานเลขที่ มอก. ๒๕๔๑ เล่ม ๖ - ๒๕๕๕)

ในกรณีของระบบอัดอากาศแบบเข้าหลายจุด (ใช้ได้กับอาคารทุกระดับความสูง) มีข้อกำหนดว่าตำแหน่งช่องอัดอากาศเข้าแต่ละจุดต้องห่างไม่เกิน ๓ ชั้น

แต่ไม่ว่าจะเป็นระบบอัดอากาศแบบเข้ากี่จุดนั้น ในการออกแบบก็กำหนดให้มีการคำนึงถึง "จำนวนประตูที่เปิดค้างสู่ภายนอก" ด้วย

รูปที่ ๔ เนื้อหาข่าวจากสำนักข่าว pptvhd36

ประตูหนีไฟจะออกแบบให้มีกลไกที่ดึงให้ประตูที่ถูกเปิดออกไปให้กลับมาอยู่ที่ตำแหน่งปิดเสมอ และการเปิดจะเป็นการเปิดแบบผลักออกจากตัวอาคารเข้าไปยังทางหนีไฟ ยกเว้นประตูที่เป็นทางออกด้านล่างและบนชั้นดาดฟ้าที่เป็นการเปิดออกแบบผลักออกจากช่องทางหนีไฟออกมาข้างนอก ดังนั้นในขณะที่เกิดเพลิงไหม้และระบบอัดอากาศทำงาน แรงที่ต้องใช้ในการผลักประตูให้เปิดจะเป็นผลรวมของ แรงดึงให้ประตูปิดของกลไกดึงให้ประตูปิด กับแรงดันที่เท่ากับผลคูณของความดันในตัวช่องทางหนีไฟกับพื้นที่หน้าตัดของประตู สำหรับคนที่อยู่ชั้นต่ำจะแนะนำให้หนีลงล่าง และสำหรับคนที่อยู่ชั้นใกล้ดาดฟ้าก็สามารถเลือกหนีขึ้นด้านบน

และโดยธรรมชาติของควันที่เกิดจากเพลิงไหม้ที่เป็นแก๊สร้อน มันจะลอยขึ้น ดังนั้นถ้ามันเล็ดรอดเข้าไปในช่องทางหนีไฟได้ มันก็จะมีแนวโน้มที่ลอยขึ้นบน

ในเหตุการณ์นี้ไม่เห็นว่ามีการกล่าวถึงการทำงานของระบบอัดอากาศว่าทำงานปรกติหรือใช้งานไม่ได้ มีแต่บอกว่าระบบสปริงเกอร์ไม่ทำงาน แต่ถ้าอ่านจากหลายสำนักข่าวจะเห็นว่า บันไดหนีไฟยังใช้งานได้อยู่

มาถึงจุดนี้คงเห็นความสำคัญของ "การอ่านให้ละเอียด" และ "ควรตรวจสอบจากหลายแหล่ง" แล้วนะครับ

Tube furnace ระเบิดจากการฉีกขาดของท่อน้ำมัน MO Memoir : Wednesday 8 October 2568

ในหนังสือ "Myths of the Chemical Industry, or 44 Things a Chemical Engineer Ought NOT to Know" ที่เขียนโดย Prof. T.A. Kletz มีเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับ Tube furnace โดยมีรูปและข้อความประกอบว่า "An elephant has a good memory ... But a furnace tube has a better one" (รูปที่ ๑) ถ้าแปลเป็นไทยก็คงออกมาทำนองว่า "ช้างมีความจำที่ดี แต่ท่อของเตาเผามีความจำที่ดีกว่า" เนื้อหาในเรื่องดังกล่าวเกี่ยวกับอายุการใช้งานของท่อโลหะที่ได้รับความร้อนสูงเกินกว่าที่ออกแบบไว้ แม้ว่าจะเป็นช่วงระยะเวลาสั้น ๆ ก็ตาม

รูปที่ ๑ รูปประกอบนี้นำมาจากฉบับพิมพ์ครั้งที่ ๓ ที่มีการเปลี่ยนชื่อหนังสือเป็น "Dispelling chemical engineering myths, Third Edition" เนื่องจากมีการเพิ่มเนื้อหาต่าง ๆ เพิ่มเติมเข้ามา และมีการแก้ไขภาษา โดยฉบับพิมพ์ครั้งแรก (ผมซื้อเก็บไว้แต่หายไปไหนก็ไม่รู้ เข้าใจว่าถูกยืมไปแล้วหายไปเลย) เป็นการใช้ภาษาการเรียกอุปกรณ์ต่าง ๆ แบบ British English แต่ฉบับพิมพ์ครั้งต่อมามีการปรับแก้ไขภาษาการเรียกอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นแบบ Ameirican English

ในหนังสือดังกล่าวได้ยกตัวอย่างว่าถ้าท่อของ tube furnace ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานที่อุณหภูมิ 500ºC เป็นเวลา 100,000 ชั่วโมง (หรือ 11 ปี)

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 506ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 6 ปี

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 550ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 3 เดือน

ถ้าถูกใช้งานที่อุณหภูมิ 635ºC อายุการใช้งานจะลดเหลือ 20 ชั่วโมง

กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือถ้ามีช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งท่อนั้นถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินกว่าที่ออกแบบไว้ แม้ว่าหลังจากนั้นจะมีการกลับมาใช้งานงานที่อุณหภูมิเดิมหรือต่ำกว่าเดิม ความเสียหายที่เกิดขึ้นตอนที่ถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินนั้นไม่ได้หายไปด้วย มันยังคงอยู่ ทำให้อายุการใช้งานของท่อลดลงได้มาก

ตรงนี้ขออธิบายเพิ่มเติมนิดนึง กล่าวคือการออกแบบเผื่อ (ว่าจะมีการทำงานสูงเกินภาวะปรกติ) ในเรื่องของอุณหภูมินั้นแตกต่างไปจากความดัน การเผื่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเกินนั้นทำได้ด้วยการเพิ่มความหนาของวัสดุที่ใช้ทำ แต่ในเรื่องของอุณหภูมินั้นต้องเปลี่ยนแปลงชนิดวัสดุที่ใช้ทำ

เหตุการณ์ที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากรายงานการสอบสวนเรื่อง "Accident Investigation Report on the Explosion and Fire at the Irving Oil Refinery, Saint John, New Brunswick" รายงานไม่ระบุประเทศแต่ค้นดูแล้วน่าจะเป็นแคนาดา โดยเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาประมาษ ๙.๓๐ น ของวันอังคารที่ ๙ มิถุนายน ค.ศ ๑๙๙๘ (พ.ศ. ๒๕๔๑) ซึ่งเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับท่อ (tube) ของเตาเผา (Furnace) โดยท่อดังกล่าวได้รับความร้อนสูงเกินเนื่องจากเปลวไฟนั้นพุ่งไปกระทบกับผิวท่อโดยตรง ทำให้ท่อเกิดการฉีกขาด น้ำมันความดันสูงที่อยู่ในท่อก็เลยพุ่งออกมาทำให้เกิดการระเบิดตามมา

เตาเผาดังกล่าวเป็นของหน่วย Hydrotreater - Hydrocraker โดยทำหน้าที่ให้ความร้อนแก่น้ำมันดิบก่อนเข้ากระบวนการ Hydrocracker (กำจัดสิ่งปนเปื้อนด้วยการใช้แก๊สไฮโดรเจนดึงสารเหล่านั้นออกมาในรูปสารประกอบไฮโดรเจน) และ Hydrocraker (ทำให้โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่ที่มีความไม่อิ่มตัวสูง (มีพันธะ C=C อยู่มาก) กลายเป็นโมเลกุลที่มีความอิ่มตัวเพิ่มขึ้นด้วยการเติมไฮโดรเจน (เปลี่ยนพันธะ C=C เป็น C-C) และแตกออกเป็นโมเลกุลเล็กลง) ปฏิกิริยานี้เกิดที่อุณหภูมิและความดันสูง น้ำมันดิบที่มีความดันสูงจะถูกแยกเป็นสองสายเท่า ๆ กันไหลผ่านเตาเผา ๒ เตา (เตาด้านทิศตะวันออกและเตามด้านทิศตะวันตก) เพื่อรับความร้อนจากเปลวไฟที่อยู่ภายในเตาเผา ก่อนจะไหลออกมารวมกันและต่อไปยังหน่วย Hydrotreater - Hydrocraker เตาเผาที่ใช้เป็นชนิด cabin type โดยท่อในเตาเผานั้นวางในแนวนอน (รูปที่ ๒) ท่อนั้นเป็นท่อขนาด 8 นิ้วทำจากโลหะสแตนเลสสตีล 347

รูปที่ ๒ การวัดวางท่อในตัว furnace โดยท่อนั้นวางในแนวนอน (แถวล่างสุดคือแถวที่ ๑ และแถวบนสุดคือแถวที่ ๘) ตัวหัวเตาที่ให้ความร้อนนั้นอยู่ที่ระดับพื้นด้านล่างทั้งทางด้านซ้ายและขวาของท่อ

ท่อที่ใช้ในเตาเผานั้นมีทั้งแบบใช้ท่อตรงและท่อที่เป็นขดเกลียว ถ้าใช้ท่อที่เป็นขดเกลียวรูปทรงเตาก็จะเป็นทรงกระบอก แต่ถ้าใช้ท่อที่เป็นท่อตรงรูปทรงเตาก็มักจะเป็นสี่เหลี่ยม ตรงนี้บางรายจะแยกออกว่า "Cabin type" จะเป็นชนิดที่วางท่อในแนวนอน ถ้าเป็น "Box type" ก็จะเป็นชนิดที่วางท่อในแนวตั้ง แต่บางรายก็จะใช้เรียกรวมกัน แต่ในรายงานฉบับท่นำมาเล่านี้จะแยกระหว่า งcabin type และ box type

ตัวท่อได้รับความร้อนจากหัวเตาที่ขนาบอยู่ทางด้านซ้ายและขวาด้านละ 22 หัวเตา ตำแหน่งติดตั้งหัวเตานั้นอยู่ที่ระดับพื้นด้านล่างของเตา โดยอยู่ในร่องอิฐทนไฟที่บังคับให้เปลวไฟที่พุ่งออกมาจากหัวเตานั้นเปลี่ยนทิศทางพุ่งขึ้นด้านบน การทำเช่นนี้เพื่อป้องกันไม่ให้เปลวไฟพุ่งไปกระทบผิวท่อโดยตรง เพราะจะทำให้บริเวณที่เปลวไฟพุ่งกระทบนั้นร้อนจัดกว่าบริเวณอื่น (โลหะเมื่อร้อน ความแข็งแรงจะลดลง ตรงไหนร้อนมากกว่าบริเวณอื่น จุดนั้นความแข็งแรงก็จะต่ำลงไปอีก)

รูปที่ ๓ มุมมองจากทางด้านบน ตัวบนคือเตาด้านทิศตะวันตก ตัวล่างคือเตาด้านทิศตะวันออก หัวเตาที่มีเปลวไฟให้ความร้อนจะอยู่ขนาบทั้งสองข้างของขดท่อที่วางอยู่ตรงกลาง แก๊สร้อนที่เกิดขึ้นจะลอยออกทางปล่องที่อยู่ทางด้านบน

เวลาประมาณ ๘.๕๐ น ของเช้าวันที่เกิดนั้น โอเปอร์เรเตอร์ของหน่วยข้างเคียงพบเห็นมีกลุ่มควันพวยพุ่งออกมาจากปล่องของเตาเผา จึงได้แจ้งไปยังหน่วยที่รับผิดชอบ และประมาณเวลาใกล้เคียงกัน โอเปอร์เรเตอร์ที่เฝ้าตรวจการทำงานของเตาเผาในห้องควบคุมพบเห็นค่าออกซิเจนส่วนเกินในแก๊สที่ระบายออกทางปล่องของเตาเผานั้นลดต่ำลง จึงได้แจ้งให้โอเปอร์เรเตอร์เข้าไปเพิ่มอัตราการไหลให้กับอากาศ ซึ่งต้องไปทำการปรับที่ตัวเตาเผา

ในทางทฤษฎีนั้น อุณหภูมิแก๊สร้อนสูงสุดที่จะได้จากการเผาเชื้อเพลิงจะเกิดที่อากาศ "พอดี" สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงได้สมบูรณ์ หรือที่ทางเคมีเรียกว่า "stoichiometric ratio" ถ้าอากาศน้อยเกินไป เชื้อเพลิงเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ไม่สามารถดึงเอาพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงออกมาได้หมด อุณหภูมิแก๊สที่ได้ก็จะไม่สูงสุด ถ้าอากาศมากเกินไป ความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง (ขึ้นกับปริมาณเชื้อเพลิง) จะต้องเฉลี่ยไปยังอากาศส่วนเกินเพื่อทำให้อากาศส่วนเกินนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นไปด้วย ยิ่งอากาศเกินมามาก ความร้อนที่ได้เท่าเดิมก็ต้องเฉลี่ยออกไปมาก อุณหภูมิแก๊สร้อนเฉลี่ยก็จะลดลง โดยในทางปฏิบัตินั้น การเผาไหม้เชื้อเพลิงจะทำได้สมบูรณ์เมื่อมีอากาศมากเกินพอเล็กน้อย (มันมีเรื่องรูปแบบการผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ และระยะเวลาการเผาไหม้เข้ามายุ่ง) ในอุบัติเหตุครั้งนี้โอเปอร์เรเตอร์เข้าใจว่าที่เห็นปริมาณอากาศส่วนเกินลดต่ำลงเป็นเพราะป้อนอากาศให้ไม่พอ แต่ในความเป็นจริงน่าจะเกิดจากท่อในเตาเผาเริ่มฉีกขาด ทำให้น้ำมันในท่อรั่วออกมาลุกติดไฟ อากาศส่วนเกินก็เลยลดลง และเป็นเปลวไฟสีเหลืองเกิดขึ้นในเตาเผา

เหตุการณ์ในช่วงเวลาก่อนเกิดเหตุนั้นมีโอเปอร์เรเตอร์จากหน่วยอื่นเข้ามาร่วมงาน แต่ในขณะที่โอเปอร์เรเตอร์จากหน่วยอี่นกำลังเดินออกไปโดยมีเพียงโอเปอร์เรเตอร์หลักที่ดูแลเตาเผานั้นอยู่ในบริเวณดังกล่าวเพียงรายเดียว ก็เกิดการระเบิดขึ้น ทำให้โอเปอร์เรเตอร์หลักที่อยู่ตรงเตาเผานั้นเสียชีวิต

การตรวจสอบเตาเผาด้านตะวันออกที่เกิดการระเบิดนั้นพบว่า ท่อแถวที่สอง (นับจากด้านล่าง) หลุดจากตำแหน่งที่ควรอยู่ตรงกึ่งกลางของเตามากระแทกผนังด้านทิศตะวันออก แรงกระแทกรุนแรงถึงขึ้นทำให้ผนังเตาด้านทิศตะวันออกเกิดความเสียหาย ท่อบริเวณดังกล่าวมีรอยฉีกขาดยาว 4 ฟุต 8 นิ้วโดยอยู่ห่างจากปลายด้านทิศใต้ประมาณ 18ฟุต (นั่นแสดงว่ารอยฉีกขาดอยู่ทางทิศตะวันตก น้ำมันภายใต้ความดันสูงที่ฉีดพ่นออกมาจึงดันให้ท่อเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันออก)

การตรวจสอบเนื้อโลหะของท่อพบว่ารอยแตกเกิดจาก "การคืบ (creep)" เนื่องจากเนื้อโลหะของท่อบริเวณดังกล่าว (ตรงกับหัวเตาหมายเลข 58) ถูกเปลวไฟพุ่งกระทบโดยตรง การสอบสวนไม่สามรถระบุสาเหตุที่เป็นต้นตอได้ แต่กล่าวไว้ว่าสามารถเกิดได้จากหลายสาเหตุเช่น เศษอิฐทนไฟเข้าไปติดหรือไปสะสมบริเวณหัวเตา, การเปลี่ยนทิศทางของเปลวไฟหรือเปลวไฟถูกทำให้เบี่ยงทิศทาง, การสะสมของโค้ก (coke คือคราบคาร์บอน) บนรูของหัวเตา หรือการเสื่อมสภาพของอิฐทนไฟที่เป็นที่ติดตั้งหัวเตา (คือเปลวไฟที่พุ่งออกมาจากหัวเตาจะถูกอิฐทนไฟเบียงทิศทางให้พุ่งขึ้นบนแทนที่จะพุ่งเข้าหาท่อโดยตรง)

สัญญาณเตือนอุณหภูมิผิวท่อสูงเกินนั้นเดิมถูกตั้งไว้ที่ 970ºF (ประมาณ 521ºC) แต่ต่อมาได้ถูกปรับขึ้นเป็น 990ºF (ประมาณ 532ºC) จากการตรวจสอบเนื้อโลหะ (สแตนเลสสตีลเบอร์ 347) พบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่จะเกิดในช่วงอุณหภูมิ 1300-1500ºF (ผิวท่อบริเวณดังกล่าวไม่มีตัวตรวจวัดอุณหภูมิติดตั้งไว้) ผู้เชี่ยวชาญประมาณไว้ว่าที่อุณหภูมิ 1300ºF อายุการใช้งานของท่อจะเหลือเพียง 1000 ชั่วโมง และที่อุณหภูมิ 1500ºF อายุการใช้งานจะเหลือเพียงแค่ 8 ชั่วโมง

"การล้า" หรือ "ความล้า" หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า "creep" นั้นเกิดเมื่อวัสดุนั้นมีแรงกระทำที่ไม่สูงถึงขึ้น yield strength (ความเค้นสูงสุดที่วัสดุรับได้ก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างถาวร) แต่แรงกระทำนั้นมากพอและกระทำต่อเนื่องเป็นเวลานาน ในที่นี้แรงกระทำคือความดันภายในท่อที่พยายามดันให้ท่อบวมออก ถ้าท่อมีความแข็งแรงเพียงพอท่อก็จะไม่เกิดความเสียหายใด ๆ แต่ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ความแข็งแรงของท่อจะลดลง (ค่า yield strength ลดต่ำลง) ในขณะที่แรงกระทำที่เกิดจากความดันภายในท่อยังคงเท่าเดิม ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปนานพอท่อก็จะเกิดการฉีกขาดได้

รายงานต้นฉบับดาวน์โหลดได้ที่ https://ncsp.tamu.edu/reports/WHSCC/irvingreport.pdf

การเสียชีวิตจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ บนหลังคา External Floating Roof Tank MO Memoir : Friday 3 October 2568

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจากบทความเรื่อง "H₂S exposure & fatality on external floating roof tank deck" เผยแพร่เมื่อวันที่ ๑๕ กันยายน ค.ศ. ๒๐๒๕ บนหน้าเว็บของ "Oil Industry Safety Directorate" ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐบาลประเทศอินเดีย (https://www.oisd.gov.in/en-in/CaseStudies)

Floating roof tank เป็นถังเก็บของเหลวที่หลังคาถังลอยอยู่บนผิวของเหลวที่อยู่ในถัง ข้อดีของหลังคาแบบนี้คือทำให้ไม่มีที่ว่างเหนือผิวของเหลวทำให้สามารถลดการระเหยของของเหลวได้ ถังแบบนี้เหมาะสำหรับการเก็บของเหลวที่มีความดันไอสูงที่อุณหภูมิห้อง (เช่น น้ำมันเบนซิน หรือน้ำมันหนักที่มีน้ำมันเบาผสมอยู่เช่นน้ำมันดิบ) ด้วยการที่หลังคาถังเลื่อนขึ้นลงตามระดับของเหลวในถัง ตัวหลังคาจึงอยู่ต่ำกว่าขอบบนของผนังลำตัวถัง ดังนั้นเวลาฝนตกก็จะมีน้ำฝนจะสมบนหลังคาถังได้ สำหรับประเทศในเขตร้อนมักจะไม่ทำหลังคาfixed roof ครอบตัว floating roof เอาไว้เพราะสามารถระบายน้ำบนหลังคานั้นออกทางท่อระบายน้ำได้ ถังแบบนี้เรียกว่า external floating roof tank แต่สำหรับประเทศเมืองหนาวที่มีหิมะตกประจำ ก็ควรต้องทำ fixed-roof ครอบ floating roof เอาไว้ เพราะหิมะเป็นของแข็งที่ไม่สามารถไหลลงไปตามท่อระบายน้ำ ถ้าปล่อยให้มันสะสมบน floating roof น้ำหนักของมันก็อาจทำให้ floating roof นั้นจมได้ จึงต้องทำ fixed-roof (หรือ cone roof) ปิดคลุมด้านบนเอาไว้อีกที ถังแบบนี้เรียกว่า internal floating roof tank

รูปที่ ๑ ถังที่เกิดเหตุ

Slop oil หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า Slop ในวงการปิโตรเลียมหมายถึงน้ำมันที่ปนเปื้อนสารต่าง ๆ ที่ระบายออกมาจากกระบวนการต่าง ๆ น้ำมันพวกนี้มักจะถูกรวบรวมเข้าด้วยกันเพื่อที่จะส่งกลับไปกลั่นแยกใหม่ได้ และถังที่เกิดเหตุในเรื่องนี้ก็เป็นถังเก็บ Slop โดยก่อนหน้าที่จะเกิดเหตุทางโรงกลั่นได้มีการหยุดเดินเครื่อง และหลายวันก่อนเกิดเรื่องก็ได้เริ่มเดินเครื่องหน่วยผลิตต่าง ๆ ซึ่งในระหว่างเริ่มเดินเครื่องก็เกิดผลิตภัณฑ์ไม่ได้มาตรฐานที่ถูกส่งไปยังถังเก็บ Slop และในหมู่น้ำมันที่ถูกมายังถังนี้ก็มี แนฟทา/น้ำมันก๊าด/น้ำมันดีเซลจากหน่วย hydrotreating หรือ hydrocracking ที่มีปริมาณ H₂S หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ปนอยู่มาก

ในการกลั่นแยกสารเช่นการกลั่นน้ำมัน น้ำมันที่มีจุดเดือดต่ำจะกลายเป็นไอลอยขึ้นสู่ด้านบนของหอกลั่นก่อนที่จะถูกควบแน่นเป็นของเหลว ส่วนน้ำมันที่มีจุดเดือดสูงสุดก็จะเป็นของเหลวไหลออกทางก้นหอกลั่น น้ำมันที่มีจุดเดือดระหว่างนี้ก็จะควบแน่นกลายเป็นไอที่ระดับความสูงต่าง ๆ กัน ด้วยเหตุนี้จึงมีการเปรียบเทียบจุดเดือดว่าสูงหรือต่ำด้วยการใช้คำว่า "เบา (light)" หรือ "หนัก (heavy)" ดังนั้นเวลากล่าวถึงน้ำมันหนักก็จะหมายถึงน้ำมันที่ประกอบด้วยพวกที่มีมีจุดเดือดสูง น้ำมันเบาก็จะหมายถึงน้ำมันที่ประกอบด้วยพวกที่มีจุดเดือดต่ำ

น้ำมันดิบในส่วนที่เป็นน้ำมันหนักจะมีองค์ประกอบที่มีโครงสร้างโมเลกุลใหญ่ที่มีความไม่อิ่มตัว (มีพันธะคู่ C=C หรือวงแหวนอะโรมาติก) อยู่มาก นอกจากนี้ยังมีสารประกอบอินทรีย์ที่มี กำมะถัน (S), ไนโตรเจน (N) และออกซิเจน (O) ปนอยู่ด้วย โดยส่วนใหญ่จะเป็นสารประกอบกำมะถัน และจะมีมากขึ้นในส่วนของน้ำมันที่หนักขึ้น การทำให้น้ำมันโครงสร้างโมเลกุลใหญ่เหล่านี้แตกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กลง (ระดับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล) ด้วยการใช้ความร้อนเพียงอย่างเดียวทำได้ยาก จึงต้องลดความไม่อิ่มตัวของน้ำมันลงก่อนด้วยการเติมไฮโดรเจนเข้าไป ปฏิกิริยานี้เรียกว่า hydrocracking ที่มีการใช้ความดันที่สูง (เพื่อเพิ่มการละลายของไฮโดรเจนในน้ำมันที่เป็นของเหลว) และตัวเร่งปฏิกิริยา (เพื่อช่วยในการเติมไฮโดรเจนและทำให้โมเลกุลอิ่มตัวที่เกิดขึ้นแตกตัวออกเป็นโมเลกุลเล็กลง)

แต่เนื่องจากสารประกอบอินทรีย์ที่มี กำมะถัน, ไนโตรเจน, และออกซิเจนเป็นองค์ประกอบนั้นมีคุณสมบัติเป็นเบสลิวอิส (Lewin acid) ซึ่งมีความเป็นพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใข้ในการทำให้น้ำมันแตกตัว (ตัวเร่งปฏิกิริยามีคุณสมบัติเป็นกรด) และถ้ามีปนเปื้อนอยู่ในผลิตภัณฑ์น้ำมันที่นำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง เวลาที่สารเหล่านี้เผาไหม้ก็จะก่อให้เกิดมลพิษเพิ่มมากขึ้นโดยเฉพาะกำมะถัน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่ต้องกำจัดอะตอมเหล่านี้ออกจากน้ำมันก่อน การกำจัดทำได้ด้วยการใช้แก๊สไฮโดรเจนร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยา โดยกำมะถันจะถูกดึงออกมาในรูปไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ที่ละลายอยู่ในน้ำมันได้ส่วนหนึ่ง

ที่เล่ามาสองย่อหน้าข้างบนก็เพื่อปูพื้นฐานให้ผู้ที่ไม่ได้มีพื้นฐานทางด้านนี้จะได้มองเห็นว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นตัวก่อเหตุในเรื่องนี้ มันมาได้อย่างไร

ก่อนเกิดเหตุ โรงงานได้มีการหยุดเดินเครื่องและเริ่มต้นเดินเครื่องใหม่ ในระหว่างการเริ่มเดินเครื่องนี้ก็มีผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเกิดขึ้นมาก ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ก็ถูกส่งมารวมกันที่ slop tank คืนก่อนหน้าเข้าวันเกิดเหตุมีฝนตกหนัก ทำให้สัญญาณระดับของเหลวในถังมีความแปรปรวน จึงได้มีการส่งโอเปอร์เรเตอร์คนที่หนึ่งไปตรวจสอบเพื่อดูว่ามีน้ำฝนสะสมบนหลังคา floating roof tank หรือไม่ (ก่อนหน้านี้เคยมีเหตุการณ์ที่น้ำหนักน้ำบนหลังคานั้นทำให้หลังคาเอียงตัว) ในขณะนั้นหลังคาถังอยู่ต่ำกว่าขอบบนสุดประมาณ 5 เมตร

หลังเวลาผ่านไประยะหนึ่งก็ไม่มีการติดต่อมาจากโอเปอร์เรเตอร์คนที่หนึ่ง จึงได้มีการส่งโอเปอร์เรเตอร์คนที่สองไปตรวจสอบ เมื่อไปถึงถังโอเปอร์เรเตอร์คนที่สองก็วิทยุกลับมาว่าพบโอเปอร์เรเตอร์คนที่หนึ่งหมดสตินอนอยู่บนหลังคาถังและกำลังจะลงไปช่วยนำเอาตัวโอเปอร์เรเตอร์คนที่หนึ่งออกมา โอเปอร์เรเตอร์คนที่สามที่ทำงานอยู่ใกล้เคียงก็เลยตามเข้าไปช่วยด้วย แต่เมื่อไปถึงด้านบนของถังก็พบว่าโอเปอร์เรเตอร์คนที่สองที่ลงไปก่อนหน้านั้นก็นอนหมดสติอยู่บนหลังคาถัง ก็เลยวิทยุเหตุฉุกเฉินขอความช่วยเหลือ

แม้จะนำร่างโอเปอร์เรเตอร์สองคนแรกออกมาและพยายามช่วยชีวิต แต่ทั้งสองรายก็ถูกประกาศว่าเสียชีวิตที่โรงพยาบาล

การตรวจสอบที่เกิดเหตุพบแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์เข้มข้นสูงในบริเวณดังกล่าว แม้ว่าหลังจากเกิดเหตุแล้ว48 ชั่วโมงก็พบแก๊สเข้มข้นสูงถึง 40 ppm ที่ขอบด้านบนของถัง (ระดับความเข้มข้นที่ก่อให้เกิดอันตรายได้ทันทีของแก๊สนี้อยู่ที่ประมาณ 100 ppm คำว่าทันทีในที่นี้หมายถึงการหมดสติทันที) และเมื่อนำน้ำมันส่วนที่อยู่ทางด้านบนของถังมาวิเคราะห์ (เก็บตัวอย่างหลังเหตุการณ์เกิดขึ้นแล้ว 11 วัน) ก็พบไฮโดรเจนซัลไฟด์เข้มข้นสูงถึง 890 ppm

อันตรายของแก๊สตัวนี้คือมันเป็น "Knock out gas" คือทำให้ผู้สูดหายใจเข้าไปหมดสติทันที จึงตกค้างอยู่ในที่เกิดเหตุและสูดแก๊สเข้าไปอย่างต่อเนื่องจนเสียชีวิต

การปรับค่าตัวประกอบกำลังหลอดฟลูออเรสเซนต์ MO Memoir : Thursday 2 October 2568

ตอนเด็ก ๆ เคยเห็นโคมหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่บ้านญาติที่ต่างจังหวัดมีวัตถุทรงกระบอกอันใหญ่ ๆ (เทียบกับขนาดหลอด) ติดตั้งอยู่ ซึ่งตอนนั้นก็ไม่รู้ว่ามันคืออะไรเพราะที่บ้านที่กรุงเทพไม่มี มารู้เอาตอนโตขึ้นว่ามันคือตัวเก็บประจุที่เอาไว้ปรับค่าตัวประกอบกำลัง (power factor ที่ย่อว่า pf บ้าง PF บ้าง) ในยุคสมัยนั้น (ก็กว่า ๔๐ ปีที่แล้ว) เป็นยุคสมัยที่กำลังการผลิตไฟฟ้าของไทยจะเรียกว่าไม่ค่อยพอเพียงก็ได้ ตอนหัวค่ำต้องประหยัดไฟกันทั้งประเทศ ไฟถนนต้องเปิดดวงเว้นดวง สถานีโทรทัศน์ต่าง ๆ งดออกรายการช่วง ๑๘.๓๐ ถึง ๒๐.๐๐ น (เพื่อให้ทุกบ้านปิดโทรทัศน์ จะได้ประหยัดไฟ ซึ่งตอนนั้นยังไม่มีเครื่องเล่นวิดิทัศน์)

ชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นอุปกรณ์ที่มีค่าตัวประกอบกำลังต่ำตัวหนึ่ง สำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปที่ไม่ได้ติดตั้งหลอดชนิดนี้จำนวนมาก ค่าตัวประกอบกำลังที่ต่ำนี้ก็ไม่ได้ส่งผลต่อปริมาณกระแสไฟที่ต้องไหลเข้าบ้านมากเท่าใดนัก แต่ในอาคารพาณิชย์ที่มีการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นจำนวนมาก และมีการเปิดใช้งานจำนวนมากในเวลาเดียวกัน ปริมาณกระแสที่ต้องจ่ายเพิ่มขึ้นเนื่องจากค่าตัวประกอบกำลังที่ต่ำนั้นจัดว่าสูงอยู่เหมือนกัน

วิธีการลดปริมาณกระแสที่ต้องจ่ายทำได้ด้วยการติดตั้งตัวเก็บประจุขนานเข้ากับวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ ตัวเก็บประจุจะทำให้ค่าตัวประกอบกำลังเพิ่มสูงขึ้น (เฟสของความต่างศักย์และกระแสใกล้เคียงกันมากขึ้น) ตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่างเป็นของโคมไฟของชั้นที่ผมทำงานอยู่ ชั้นนี้ติดตั้งโคมชนิด ๓ หลอด (บางชั้นติดตั้งโคมชนิด ๔ หลอด) ซึ่งตอนนี้โคมเหล่านี้อายุการใช้งานมันก็มากแล้ว ถ้าชั้วหลอดยังใช้ได้อยู่เขาก็เปลี่ยนเป็นหลอดแอลอีดีแทน แต่ถ้าขั้วหลอดมันเปราะหมดแล้วก็จะเปลี่ยนทั้งโคม ตัวสีส้มที่เห็นในรูปที่ ๑ ข้างล่าง (รวมทั้งในกรอบสี่เหลี่ยมด้วย) ก็คือตัวเก็บประจุที่ติดตั้งมาเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลังให้เข้าใกล้ 1.0

รูปที่ ๑ ตัวสีส้มที่เห็นคือตัวเก็บประจุที่ใช้สำหรับปรับค่าตัวประกอบกำลังให้กับโคมหลอดฟลูออเรสเซนต์

รูปที่ ๒ เป็นวงจรการต่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีการติดตั้งตัวเก็บประจุ (C2) ในรูปแบบขนานกับวงจรหลอด เพื่อทำหน้าที่ปรับค่าตัวประกอบกำลังให้สูงขึ้น ตัวหลักที่ทำให้ค่าตัวประกอบกำลังของหลอดฟลูออเรสเซนต์มีค่าต่ำก็น่าจะเป็นตัวบัลลาสต์ (ballast) ที่โครงสร้างเป็นขดลวดพันอยู่บนแกนเหล็ก ส่วนตัวเก็บประจุ C1 นั้นในความเป็นจริงมันไม่มี มันเป็นค่าของตัวสตาร์ทเตอร์ (starter) ที่เขาเขียนแยกออกมาเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น เพราะตัวสตาร์ทเตอร์เองเมื่อหลอดติดแล้วตัวขั้วโลหะจะแยกออกจากกัน ทำให้มีคุณสมบัติเป็นเหมือนตัวเก็บประจุที่เก็บประจุได้นิดหน่อย

 

รูปที่ ๒ วงจรการต่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีการติดตั้งตัวเก็บประจุ (C2) ด้วยการต่อขนานกับตัวหลอด

ด้วยการที่ได้ซื้อ micro power monitor จาก shopee มาเล่นกว่าปี มาวันนี้ก็เลยทดลองนำเครื่องดังกล่าวมาวัดค่าตัวประกอบกำลังของหลอดไฟที่มีอยู่ในบ้าน ๔ ชนิด ชนิดแรกคือหลอดไส้หรือ incandescent lamp ขนาด 40วัตต์ที่เป็นหลอดยุคเก่าและที่บ้านยังมีอยู่ ซึ่งผลออกมาก็คือตัวประกอบกำลังมีค่าเป็น 1.00

ทีนี้พอลองวัดค่าของหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์หรือที่เราเรียกว่าหลอดตะเกียบขนาด 11 วัตต์ดูบ้าง ก็วัดค่าตัวประกอบกำลังได้ประมาณ 0.71 และพอเปลี่ยนเป็นหลอดแอลอีดีขนาด 7 วัตต์ ก็ได้ค่าตัวประกอบกำลังประมาณ 0.64

รูปที่ ๓ ค่าตัวประกอบกำลังของ (ซ้าย) หลอดฟลูออเรสเซนต์ (กลาง) หลอดแอลอีดี และ (ขวา) หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์

หลอดสุดท้ายที่ทำการทดสอบคือโคมฟลูออเรสเซนต์ 18 วัตต์ที่ยังใช้บัลลาสต์แบบเก่าอยู่ (ที่ไม่ใช่ชนิด low loss) ก็วัดค่าตัวประกอบกำลังได้เพียงแค่ประมาณ 0.33 และกินไฟอยู่ที่ประมาณ 30 วัตต์ แสดงว่าการสูญเสียที่ตัวบัลลาสต์นั้นอยู่ที่ประมาณ 10 วัตต์ ซึ่งน่าจะเป็นเข่นนั้น เพราะชนิด low loss นั้นการสูญเสียอยู่ที่ประมาณ 5 วัตต์

นั่นแสดงว่าการเปลี่ยนจากหลอดฟลูออเรสเซนต์มาเป็นหลอดแอลอีดีนั้น แม้ว่าจะสามารถลดการสูญเสียพลังงานลงได้มากจากการที่ได้ความสว่างเท่าเดิมแต่ใช้พลังงานไฟน้อยลง แต่เราก็ยังสามารถลดการสูญเสียนี้ลงไปได้อีก (ถ้าต้องการ แต่จะคุ้มหรือเปล่าก็ไม่รู้) ด้วยการติดตั้งตัวเก็บประจุเข้าไป โคมหลอดแอลอีดี 10 วัตต์ที่นำมาใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์ 18 วัตต์ก็มีค่าตัวประกอบกำลังอยู่ที่ประมาณ 0.6

ตัวโคมสำหรับติดตามบ้านที่เห็นขายกันอยู่นั้นไม่เห็นมีการติดตั้งตัวเก็บประจุ เป็นเพียงแค่ฐานเปล่า ๆ สำหรับติดหลอด แต่ถ้าเป็นโคมสำหรับติดฝ้าเพดานในอาคารต่าง ๆ นั้นก็ไม่รู้เหมือนกันว่ามีการติดตั้งตัวเก็บประจุมาให้ด้วยหรือเปล่า เพราะยังไม่มีโอกาสไปรื้อดู

การประหยัดพลังงานของโคมไฟแสงสว่างก็เห็นเปลี่ยนมาเรื่อย ๆ จากยุคของการใช้หลอดไส้มาเป็นหลอดตะเกียบ จากยุคของการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมที่อ้วนมาเป็นขนาดปัจจุบันที่เรียกว่าหลอดผอม (หลอดกินไฟลดลง 40 วัตต์เหลือ 36 วัตต์ และจาก 20 วัตต์เหลือ 18 วัตต์) และการเปลี่ยนบัลลาสต์เป็นชนิด low loss (การสูญเสียลดลงจาก 10 วัตต์เหลือ 5 วัตต์) ถ้าเป็นอาคารที่ใช้โคมไฟจำนวนมากก็จะมีการใช้โคมที่มีการติดตั้งตัวเก็บประจุเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลัง จนเข้าสู่ยุคปัจจุบันที่หลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมถูกแทนที่ด้วยหลอดแอลอีดี

ภาพล่างสุดไม่เกี่ยวอะไรกับบทความนี้ เป็นบรรยากาศการสอบ (ที่ต้องไปคุมสอบ) วิชาของตัวเองเมื่อวันศุกร์ที่ ๒๖ ตุลาคม ๒๕๖๘ ที่ผ่านมา ขอเอามาบันทึกไว้สักหน่อย เพราะปีการศึกษาหน้าก็คงจะไม่ต้องเข้าคุมสอบแล้ว

รูปที่ ๔ บรรยากาศการคุมสอบเมื่อบ่ายวันศุกร์ที่ ๒๖ กันยายนที่ผ่านมา